土力学与地基基础教案

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1、《土力学与地基基础》项目一�学会判断土的物理性质�并根据土的物理性质对土进行分类。教学目标�让学生了解土的三相组成�理解土的级配�学会对工程土的分类�并培养学生结合实际工程分析问题的能力。教学重点�土的物理性质指标�判断土的物理状态�工程土的分类。教学内容�任务一�掌握土的物理性质指标某土样经试验测得体积为100cm3�湿土质量为187g�烘干后�干土质量为167g。若土粒的相对密度Gs为2.66�确定该土样的含水量ω、密度ρ、重度�、干重度�d、孔隙比e、饱和重度�sat和有效重度��。土的三相比例指标固相液相气相不同成分和结构的土中�土的三相之间具有不同的

2、比例。土的三相组成的重量和体积之间的比例关系不同�则土的重量性质(轻、重情况)、含水性(含水程度)和孔隙性(密实程度)等基本物理性质各不相同�并随着各种条件的变化而改变。例如对同一成分和结构的土�地下水位的升高或降低�都将改变土中水的含量�经过压实�其孔隙体积将减小。这些情况都可以通过相应指标的具体数字反映出来。表示土的三相比例关系的指标�称为土的三相比例指标�亦即土的基本物理性质指标�包括土的颗粒比重、重度、含水量、饱和度、孔隙比和孔隙率等。颗粒比重G�土粒重量与同体积4摄氏度时水的重量之比�在数值上等于单m1�ss位体积土粒�固体部分�的重量。ds���V

3、��sW1W1ds可用比重瓶法测定,但由于变化幅度不大�2.6~2.8),通常可按经验数值选用�如下表。土粒比重参考值粘性土土的名称砂土粉土粉质粘土粘土土粒比重2.65-2.692.70-2.712.72-2.732.74-2.76重度�单位体积土的重量。密度�单位体积土的质量。m1873����1.87g/cmV1003���g�1.87�10�18.7kN/m1673���g��10�16.7kN/mdd100含水量w�土中水的重量与土粒重量之比�用百分数表示。含水量是标志土的湿度的一个重要物理指标�一般用烘箱法测定。m�187�167���100%��1

4、1.98%ms167饱和度Sr�土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比。�G0.1198�2.66sS���53.7%re0.593砂土根据饱和度的指标值分为稍湿、很湿与饱和三种湿度状态。Sr�50为稍湿�5080饱和。孔隙比e�孔隙体积与土粒体积�固体部分�之比。Gs(1��)��2.66(1�0.1198)e��1��1�0.593�1.87孔隙率n�孔隙体积与总体积之比。土的孔隙比e和孔隙率n是反映土密实程度的重要物理性质指标�e或n越大�土越疏松�反之土越密实。一般e<0.6的土是密实的低压缩性土�e>1.0的土是疏松的高压缩性

5、土。任务二、判断土的物理状态某砂土试样,试验测定土粒相对密度Gs=2.7,含水量ω=9.43%,天然密度ρ=1.66/cm3。已知砂样最密实状态时称得干砂质量ms1=1.62kg,最疏松状态时称得干砂质量ms2=1.45kg。确定此砂土的相对密度Dr,并判断砂土所处的密实状态。砂土属于无粘性土无粘性土包括:碎石土、砂土、粉土无粘性土的紧密状态是判定其工程性质的重要指标�综合反映了无粘性土颗粒的岩石和矿物组成、粒度组成、颗粒形状和排列等对其工程性质的影响。决定无粘性土紧密状态的因素受荷历史�年代较老�有超压密历史的�密实度大形成环境�洪积、坡积比冲积、冰积、海积

6、的密实度小颗粒组成�粗、不均匀�密实度大矿物成分及颗粒形状�片状云母与柱状、粒状颗粒组成比�密实度小。无粘性土紧密状态指标及其确定方法�1�天然孔隙比�砂土的承载力不论其颗粒组成的粗细�均随着天然孔隙比的减小而显著增大。通过测天然重度�换算天然孔隙比天然重度测定方法�地下水位以上湿砂�环刀法地下水位以上干砂�灌砂法�注水法�无粘性土紧密状态指标及其确定方法�2�相对密度�天然孔隙比作为砂土密实状态的分类指标缺乏概括性�因土的密实度还与砂粒的形状、粒径级配等有关。例�疏松、级配良好的砂土孔隙比�比紧密、颗粒均匀的砂土孔隙比小。相对密度更有代表性。对碎石土�通过观

7、察�根据骨架颗粒含量和排列、可挖性、可钻性将其密实度划分为密实、中密、稍密。对于砂土的密实度可用天然孔隙比衡量。一般e小于0.6�属密实的砂土�是良好的天然地基�当e大于0.95时�为松散状态�不宜作天然地基。但未考虑土颗粒级配的影响。若考虑级配因素�可采用相对密实度Dr来表示砂土的密实度�e�emaxD�re�emaxmin按Dr值可将砂土的密实状态划分如下三类�1�Dr>0.67密实的0.67�Dr>0.33中密的0.33�Dr>0松散的砂土在天然状下的孔隙比�G(1��)�2.7(1�0.0943)s�e��1��1�0.78�1.66砂土最小孔隙比ms

8、13Gs�w�dmax��1.62g/